面向对象的15、18位中国大陆身份证号码解析、工具

最近项目中需要给用户增加身份证号字段，参考了几位别人的实现。
特点：
1、面向对象：把身份证号封装为一个类，解析各个字段、验证有效性都是对象上的实例方法。对比那种公开多个静态方法的工具类的方式，我觉得这种面向对象的方式更自然一些。
2、不可变的。身份证号对象是不可变的，减少使用中的复杂性。
3、不是线程安全的。
  1 import java.text.SimpleDateFormat;
  2 import java.util.Date;
  3  
  4 /**
  5  * 身份证号码,可以解析身份证号码的各个字段，以及验证身份证号码是否有效<br>
  6  * 身份证号码构成：6位地址编码+8位生日+3位顺序码+1位校验码
  7  *
  8  * @author liuex
  9  *
 10  */
 11 public class IDCard {
 12     /**
 13      * 完整的身份证号码
 14      */
 15     private final String cardNumber;
 16     // 缓存身份证是否有效，因为验证有效性使用频繁且计算复杂
 17     private Boolean cacheValidateResult = null;
 18     // 缓存出生日期，因为出生日期使用频繁且计算复杂
 19     private Date cacheBirthDate = null;
 20  
 21     public boolean validate() {
 22         if (null == cacheValidateResult) {
 23             boolean result = true;
 24             // 身份证号不能为空
 25             result = result && (null != cardNumber);
 26             // 身份证号长度是18(新证)
 27             result = result && NEW_CARD_NUMBER_LENGTH == cardNumber.length();
 28             // 身份证号的前17位必须是阿拉伯数字
 29             for (int i = 0; result && i < NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1; i++) {
 30                 char ch = cardNumber.charAt(i);
 31                 result = result && ch >= '0' && ch <= '9';
 32             }
 33             // 身份证号的第18位校验正确
 34             result = result
 35                     && (calculateVerifyCode(cardNumber) == cardNumber
 36                             .charAt(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1));
 37             // 出生日期不能晚于当前时间，并且不能早于1900年
 38             try {
 39                 Date birthDate = this.getBirthDate();
 40                 result = result && null != birthDate;
 41                 result = result && birthDate.before(new Date());
 42                 result = result && birthDate.after(MINIMAL_BIRTH_DATE);
 43                 /**
 44                  * 出生日期中的年、月、日必须正确,比如月份范围是[1,12],日期范围是[1,31]，还需要校验闰年、大月、小月的情况时，
 45                  * 月份和日期相符合
 46                  */
 47                 String birthdayPart = this.getBirthDayPart();
 48                 String realBirthdayPart = this.createBirthDateParser().format(
 49                         birthDate);
 50                 result = result && (birthdayPart.equals(realBirthdayPart));
 51             } catch (Exception e) {
 52                 result = false;
 53             }
 54             // TODO 完整身份证号码的省市县区检验规则
 55             cacheValidateResult = Boolean.valueOf(result);
 56         }
 57         return cacheValidateResult;
 58     }
 59  
 60     /**
 61      * 如果是15位身份证号码，则自动转换为18位
 62      *
 63      * @param cardNumber
 64      */
 65     public IDCard(String cardNumber) {
 66         if (null != cardNumber) {
 67             cardNumber = cardNumber.trim();
 68             if (OLD_CARD_NUMBER_LENGTH == cardNumber.length()) {
 69                 cardNumber = contertToNewCardNumber(cardNumber);
 70             }
 71         }
 72         this.cardNumber = cardNumber;
 73     }
 74  
 75     public String getCardNumber() {
 76         return cardNumber;
 77     }
 78  
 79     public String getAddressCode() {
 80         this.checkIfValid();
 81         return this.cardNumber.substring(0, 6);
 82     }
 83  
 84     public Date getBirthDate() {
 85         if (null == this.cacheBirthDate) {
 86             try {
 87                 this.cacheBirthDate = this.createBirthDateParser().parse(
 88                         this.getBirthDayPart());
 89             } catch (Exception e) {
 90                 throw new RuntimeException("身份证的出生日期无效");
 91             }
 92         }
 93         return new Date(this.cacheBirthDate.getTime());
 94     }
 95  
 96     public boolean isMale() {
 97         return 1 == this.getGenderCode();
 98     }
 99  
100     public boolean isFemal() {
101         return false == this.isMale();
102     }
103  
104     /**
105      * 获取身份证的第17位，奇数为男性，偶数为女性
106      *
107      * @return
108      */
109     private int getGenderCode() {
110         this.checkIfValid();
111         char genderCode = this.cardNumber.charAt(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 2);
112         return (((int) (genderCode - '0')) & 0x1);
113     }
114  
115     private String getBirthDayPart() {
116         return this.cardNumber.substring(6, 14);
117     }
118  
119     private SimpleDateFormat createBirthDateParser() {
120         return new SimpleDateFormat(BIRTH_DATE_FORMAT);
121     }
122  
123     private void checkIfValid() {
124         if (false == this.validate()) {
125             throw new RuntimeException("身份证号码不正确！");
126         }
127     }
128  
129     // 身份证号码中的出生日期的格式
130     private final static String BIRTH_DATE_FORMAT = "yyyyMMdd";
131     // 身份证的最小出生日期,1900年1月1日
132     private final static Date MINIMAL_BIRTH_DATE = new Date(-2209017600000L);
133     private final static int NEW_CARD_NUMBER_LENGTH = 18;
134     private final static int OLD_CARD_NUMBER_LENGTH = 15;
135     /**
136      * 18位身份证中最后一位校验码
137      */
138     private final static char[] VERIFY_CODE = { '1', '0', 'X', '9', '8', '7',
139             '6', '5', '4', '3', '2' };
140     /**
141      * 18位身份证中，各个数字的生成校验码时的权值
142      */
143     private final static int[] VERIFY_CODE_WEIGHT = { 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2, 1,
144             6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2 };
145  
146     /**
147      * <li>校验码（第十八位数）：<br/>
148      * <ul>
149      * <li>十七位数字本体码加权求和公式 S = Sum(Ai * Wi), i = 0...16 ，先对前17位数字的权求和；
150      * Ai:表示第i位置上的身份证号码数字值 Wi:表示第i位置上的加权因子 Wi: 7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4
151      * 2；</li>
152      * <li>计算模 Y = mod(S, 11)</li>
153      * <li>通过模得到对应的校验码 Y: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 校验码: 1 0 X 9 8 7 6 5 4 3 2</li>
154      * </ul>
155      *
156      * @param cardNumber
157      * @return
158      */
159     private static char calculateVerifyCode(CharSequence cardNumber) {
160         int sum = 0;
161         for (int i = 0; i < NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1; i++) {
162             char ch = cardNumber.charAt(i);
163             sum += ((int) (ch - '0')) * VERIFY_CODE_WEIGHT[i];
164         }
165         return VERIFY_CODE[sum % 11];
166     }
167  
168     /**
169      * 把15位身份证号码转换到18位身份证号码<br>
170      * 15位身份证号码与18位身份证号码的区别为：<br>
171      * 1、15位身份证号码中，"出生年份"字段是2位，转换时需要补入"19"，表示20世纪<br>
172      * 2、15位身份证无最后一位校验码。18位身份证中，校验码根据根据前17位生成
173      *
174      * @param cardNumber
175      * @return
176      */
177     private static String contertToNewCardNumber(String oldCardNumber) {
178         StringBuilder buf = new StringBuilder(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH);
179         buf.append(oldCardNumber.substring(0, 6));
180         buf.append("19");
181         buf.append(oldCardNumber.substring(6));
182         buf.append(IDCard.calculateVerifyCode(buf));
183         return buf.toString();
184     }
185 }